Polimer esaslı fonksiyonel nanokompozit malzemelerin üretimi
Production of polymer based functional nanocomposite materials
- Tez No: 766130
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET ATİLLA TAŞDELEN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Click kimyası, Elektroeğirme, Nanolifler, Elektroeğirme yöntemi, Nanokompozitler, Nanolif, Çıtçıt kimyası, Click chemistry, Electrospinning, Nanofibers, Electrospinning method, Nanocomposites, Nanofiber
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yalova Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Polimer Malzemeler Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Polimer Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Nanokompozitler, yüksek yüzey-hacim oranına sahip malzemeler olduklarından malzemenin saf haline göre daha iyi mekanik, termal, optik, kimyasal ve fiziksel özellikler göstermektedirler. Yeni nesil nanokompozit malzemelerden biri haline gelmiş olan nanolifler, küçük boyutları sayesinde daha yüksek yüzey alanı/hacim oranı, düşük yoğunluk, düşük özgül ağırlık, yüksek gözeneklilik, küçük gözenek boyutu, yüksek biyo-uyumluluk, mukavemet, pürüzsüz yapısı ve kaplama özelliklerine sahiptirler. Elektro-eğirme tekniği, son zamanlarda nanolif üretiminde en sık kullanılan yöntemdir ve bu yöntemle üretilen lifler klasik yöntemle üretilen liflerden yüz kez daha küçük yarıçapta olabilmektedir. Click kimyası yüksek verim alınabilen, birçok fonksiyonel grupla uyumlu olan, yüksek seçicilik ile gerçekleşen, fonksiyonel grup çeşitliliğine olanak sağlayan, kısa reaksiyon sürelerine sahip olan, kullanılan çözücülere karşı hassas olmayan, kromatografik yöntemler kullanılmadan ayrılabilen, zararsız ve ihmal edilebilir derecede düşük konsantrasyonda yan ürünler oluşturan reaksiyonlar topluluğu olarak bilinmektedir. Bu çalışmada, elektroeğirme tekniğinin click kimyası ile aynı zamanda uygulanması sağlanarak poli(vinil klorür) (PVC) esaslı fonksiyonel nanoliflerin sentezlenmesi amaçlanmıştır. Elektriksel ortamda bakır (I) katalizli azid-alkin siklokatılma click kimyasının (CuAAC) gerçekleştirilebildiği Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FT-IR) ve proton nükleer manyetik spektroskopisi (1H-NMR) yöntemleriyle ispatlanmıştır. CuAAC click reaksiyonlarının etkinliği, PVC'nin azid bandındaki azalma takip edilerek FT-IR spektroskopisi ile izlenmiştir. En iyi CuAAC click verimi, optimize edilmiş koşulda (6:2:0,01= azid-fonksiyonlu PVC: fenil asetilen: bakır(II) sülfat pentahidrat, 35 kV voltaj, negatif yüklü kolektör ve 0,1 mm/saat besleme hızı) %70 olarak bulunmuştur. Ek olarak, 1H-NMR spektroskopisi, PVC-N3 ve fenil asetilenin click ürününün kimyasal yapısını doğrulamıştır ve CuAAC click verimi %69,2 olarak hesaplanmıştır. PVC-N3'ün yerinde fonksiyonladırılması sonucu elde edilen nanolifin, diferansiyel tarama kalorimetresi ile termal özellikleri incelendiğinde fenil asetilen fonksiyonlu nanolifin daha yüksek camsı geçiş sıcaklığına sahip (86,1 oC) olduğu tespit edilmiştir. Elde edilen liflerin nanoboyutta olduğu taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile gösterilmiştir. Nanoliflerin çapları SEM ile incelenmiştir ve nanolif çapları 20-400 nm arasında bulunmuştur.
Özet (Çeviri)
Since nanocomposites are materials with a high surface-to-volume ratio, they show better mechanical, thermal, optical, chemical and physical properties compared to the pure form of the material. Nanofibers, which have become one of the new generation nanocomposite materials, have higher surface area/volume ratio, low density, low specific gravity, high porosity, small pore size, high biocompatibility, strength, smooth structure and coating properties thanks to their small size. Electrospinning technique is the most frequently used method in nanofiber production recently and the fibers produced by this method can be a hundred times smaller radius than the fibers produced by the classical method. Click chemistry is known as a set of reactions that are highly efficient, compatible with many functional groups, perform with high selectivity, allow functional group diversity, have short reaction times, are not sensitive to the solvents used, can be separated without using chromatographic methods, are harmless, and forms by-products in negligible low concentrations. In this study, in-situ preparation and functionalization of poly(vinyl chloride) (PVC) nanofiber was investigated by combination of copper(I)-catalyzed azide alkyne cycloaddition (CuAAC) click chemistry and electrospinning methods. The succesful production of functional PVC nanofibers has been confirmed by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) and proton nuclear magnetic spectroscopy (1H-NMR) methods. The efficiency of CuAAC click reactions was monitored by FT-IR spectroscopy through the decrease on the azide band of PVC. The best CuAAC click efficiency was found as 70% with optimized condition (6:2:0,01= azide-functional PVC: phenylacetylene: copper(II) sulfate pentahydrate, 35 kV voltage, negatively charged collector and 0,1 mm/h feeding speed). In addition, 1H-NMR spectroscopy confirmed the chemical structure of clicked product of PVC-N3 and phenylacetylene and the CuAAC click efficiency was calculated as 69,2%. The in-situ functionalization of PVC-N3 led to obtain improved thermal properties of the clicked product (86.1 oC) based on differential scanning calorimeter (DSC). The obtained fibers are in nanoscale that proved by scanning electron microscopy (SEM). The diameters of nanofibers were investigated by SEM and nanofiber diameters were found between 20-400 nm.
Benzer Tezler
- Poss esaslı nanokompozitlerin foto-“click”tepkimesiyle hazırlanması ve endüstriyel uygulamaları
Preparation of poss-based nanocomposites by photoinduced CuAAC click reaction and their industrial application
İREM ARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Polimer Bilim ve TeknolojisiYalova ÜniversitesiPolimer Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ATİLLA TAŞDELEN
- Elektro-eğirme yöntemi ile fonksiyonel biyomalzemelerin geliştirilmesi
Development of functional biomaterials by electro-spinning method
KÜBRA CANSU AKÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Kimya MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MACİD NURBAŞ
DOÇ. DR. HÜSEYİN AVCI
- Processing of polylactide nanofibrous and film structures: Effects of polymer blending and bio-additives on structure-property relationships
Polilaktit nanolif ve film yapılarının işlenmesi: Polimer karışımı ve biyo-katkıların yapı-özellik ilişkileri üzerine etkisi
HANDAN PALAK
Doktora
İngilizce
2025
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BURÇAK KARAGÜZEL KAYAOĞLU
- Elektro-eğirme yöntemiyle üretilen çok fonksiyonlu yara örtüsü tasarımı
The design of multifunctional wound dressing produced by electrospinning method
HAMED GHORBANPOOR
Doktora
Türkçe
2018
Polimer Bilim ve TeknolojisiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MACİD NURBAŞ
DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜSEYİN AVCI
- Yenilenebilir kaynaklar kullanılarak nanoselülozik elyaf/epoksi nanokompozitlerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of nanofibrillated cellulose/epoxy based nanocomposites from renewable sources
AYSUN EKİNCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Polimer Bilim ve TeknolojisiYalova ÜniversitesiPolimer Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. GÜLAY BAYRAMOĞLU